BAB III METODOLOGI PENELITIAN
1.1. Metode Penelitian
Dalam penelitian ini akan dilakukan percobaan untuk menganalisa produk oksidasi yang dilakukan dengan metode OM (Optic Microscope) dan SEM/EDS (Scaning Electron Microscope)/(Energy Dispersive X-Ray Spectrometer).
1.2. Tempat Penelitian
Pengerjaan, pengujian serta observasi spesimen dalam penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Material Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung dan pengujian atau pengambilan datanya di laboratorium Metrologi Institut Teknologi Bandung (ITB), dilaboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan (P3GL), BandungJawa Barat.
3.3. Alat dan Bahan Penelitian Adapun alat dan bahan penelitian adalah sebagai berikut:
3.3.1. Alat Penelitian
33
a. Tungku (Furnace Elektrik). Digunakan untuk proses hot dipping aluminium celup panas dan proses oksidasi.
Gambar 3.1. Tungku (Furnace Elektrik) b. Mesin Gerinda dan Gergaji Listrik. Digunakan untuk memotong spesimen uji.
Gambar 3.2. Mesin Gerinda dan Gergaji Listrik
c. Amplas Listrik/Grinding.
34
Digunakan untuk menghaluskan permukaan spesimen menggunakan amplas dengan kekasaran 80-240-500-1200.
Gambar 3.3. Amplas Listrik/Grinding
d. Jangka Sorong. Digunakan untuk membantu dalam pengukuran spesimen.
Gambar 3.4. Jangka Sorong Digital e. Mistar. Digunakan untuk membantu dalam pengukuran spesimen.
Gambar 3.5. Mistar
35
f. Mesin Bor. Digunakan untuk melubangi spesimen uji dengan Ø 1 mm.
Gambar 3.6. Mesin Bor
g. Ultrasonic Cleaner. Digunakan untuk membersihan sisa kotoran dan lemak pada spesimen
Gambar 3.7. Ultrasonic Cleaner
h. Kawat Stainless Steel dan Tang. Digunakan untuk membuat gantungan spesimen uji ketika di celup Al panas.
36
Gambar 3.8. Kawat Stainless Steel dan Tang
i. Pinset/Penjepit. Digunakan untuk mengambil spesimen.
Gambar 3.9. Pinset
j. Cawan Keramik atau Crucible. Digunakan untuk proses oksidasi spesimen.
Gambar 3.10. Cawan Keramik
37
k. Timbangan Analitik Digital. Digunakan untuk menimbang spesimen sebelum dan sesudah proses oksidasi dengan ketelitian ± 0,1 mg.
Gambar 3.11. Timbangan Analitik Digital
l. Thermocopel. Digunakan untuk mengukur suhu dalam furnace sebelum melakukan proses hot dipping aluminium.
Gambar 3.12. Thermocopel
38
m. Hair Drayer. Digunakan untuk mengeringkat spesimen.
Gambar 3.13. Hair Drayer
3.3.2. Bahan Penelitian
a. Baja A238. Digunakan untuk spesimen pengujian dalam penelitian ini.
Gambar 3.14. Spesimen Uji Baja A238
39
b. Alumunium. Digunakan untuk bahan proses pelapisan Al pada baja A238.
Gambar 3.15. Alumunium
c. Larutan Kimia (Aceton,Etanol,NaOH,H3PO4, dan Aquades). Digunakan untuk proses pencucian atau pembersihan sisa kotoran dan lemak pada spesimen uji baja A238.
Gambar 3.16. Larutan Kimia d. Larutan Flux. Digunakan untuk proses pelumuran baja A238 pada saat proses hot dipping.
40
Gambar 3.17. Larutan Flux
3.4. Prosedur Penelitian
Adapun prosedur dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 3.4.1. Persiapan Spesimen Uji Spesimen atau benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja A238. Jumlah spesimen uji yang akan digunakan pada penelitian ini adalah sebanyak 30 spesimen.
3.4.2. Proses Pembuatan Spesimen Uji Spesimen atau benda uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja A238. 1. Cutting Pemotongan spesimen uji dilakukan dengan menggunakan gergaji besi. Dengan ukuran spesimen 20 x 10 x 2 mm2. Dimana bentuk potongan yang dihasilkan masih panjang dan kasar.
Kemudian
spesimen dilubangi dengan mesin bor diameter 1 mm untuk digantung dengan menggunakan kawat stainless steel.
41
Tabel 3.1. Jumlah spesimen pengujian untuk baja A238 dilapisi Al. Waktu Oksidasi (Jam)
Total
Spesimen
1
1
1
1
3
4
1
1
1
3
9
1
1
1
3
25
1
1
1
3
49
1
1
1
3
Jumlah Spesimen
15
Tabel 3.2. Jumlah spesimen pengujian untuk baja A238 yang tidak dilapisi Al. Waktu Oksidasi (Jam)
Total
Spesimen
1
1
1
1
3
4
1
1
1
3
9
1
1
1
3
25
1
1
1
3
49
1
1
1
3
Jumlah Spesimen
15
42
Tabel 3.3. Jumlah spesimen baja A238 yang tidak dilapisi Al untuk masingmasing pengujian.
Waktu Oksidasi (Jam)
Pengujian Mikroskop Optik
SEM / EDS
1
●
●
4
●
9
●
25
●
49
●
●
●
Tabel 3.4. Jumlah spesimen baja A238 yang dilapisi Al celup panas untuk masing-masing pengujian.
Waktu Oksidasi (Jam)
Pengujian Mikroskop Optik
SEM / EDS
1
●
●
4
●
9
●
25
●
49
●
●
●
43
2. Cleaning Cleaning yaitu pembersihan permukaan logam yang bertujuan menghilangkan kotoran dan bentuk struktur permukaan spesimen yang baik. Dalam hal ini ada beberapa proses yang dilakukan antara lain : Proses Polishing Ialah proses pengamplasan pada permukaaan baja dengan menggunakan
amplas
nomor
60-1500.
Dengan
tujuan
menghaluskan bagian sisi-sisi permukaan. Proses Pencucian Lemak Pencucian lemak dengan menggunakan etanol dimaksudkan agar benda kerja bebas dari lemak atau minyak yang dapat mengganggu daya rekat hasil pelapisan. Proses Pembilasan Proses pembilasan dengan menggunakan air yang berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa etanol yang masih ada pada permukaan benda kerja.
3. Pickling Proses pickling adalah proses pembersihan material setelah proses cleaning dengan menggunakan bahan kimia yang mengandung asam. Dalam hal ini ada beberapa proses yang dilakukan antara lain : Pencucian dengan 10% NaOH dan 5% HPO3.
44
Proses pencucian dilakukan pada permukaan benda kerja yang masih mengandung lemak atau minyak. Merendam benda kerja ke dalam larutan NaOH + HPO3 + air dengan perbandingan 1:1:1. 4. Fluxing Proses dimana baja sebelum dicelupkan ke aluminium cair terlebih dahulu dilumuri dengan aluminium flux yang bertujuan agar logam dapat tertutupi semua bagian luarnya sehingga oksidasi dengan udara luar tidak terjadi. Tahapan akhir perlakukan awal ini adalah pengeringn baja tersebut di dalam udara dengan temperatur kamar selama 10 menit.
3.4.3. Dipping Proses
dipping
adalah
proses
akhir
yang
dilakukan
dengan
mencelupkan baja ke dalam Aluminium cair. Proses pencelupan dilakukan pada temperatur 700 oC dengan lamanya waktu tahan dalam proses pencelupn adalah 1 menit.
3.4.4. Proses Pendinginan (Cooling) Proses ini adalah proses pendinginan spesimen uji yang telah melalui proses Hot dipping dengan cara mencelupkan ke dalam air agar lapisan logam yang melapisi segera mendingin.
3.4.5. Proses Pengujian Oksidasi Proses pengujian ini dilakukan melalui bermacam tahapan proses. Adapun tahapan-tahapan yang harus dilakukan sebagai berikut :
45
a. Proses Pencucian Pencucian spesimen dengan menggunakan ethanol dimaksudkan agar bebas dari kotoran (debu, minyak, dll) yang dapat mengganggu daya rekat pada pengujian.
b. Proses Pembilasan Proses pembilasan dengan menggunakan air yang berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa ethanol yang masih ada pada permukaan benda uji atau spesimen.
c. Drying Proses ini adalah pengeringan bendan uji atau spesimen dengan menggunakan hair dryer, agar spesimen benar-benar dalam keadaan kering.
d. Weighing dan Proses pengujian Sebelum spesimen masuk tahap pengujian maka spesimen ditimbang terlebih dahulu untuk mengetahui massa spesimen sebelum dan sesudah Proses Oksidasi. Setelah spesimen ditimbang selanjutnya yaitu tahap pengujian. Pada proses ini spesimen dimasukkan kedalam cawan keramik atau crucible tertutup dan masuk pada proses pengujian di dalam dapur pemanas elektrik (electricallyheated furnace). Setelah itu pengujian oksidasi dilakukan dengan temperatur 750 oC dengan interval waktu 1 jam, 4 jam, 9 jam, 25 jam, dan 49 jam.
46
3.5. Karakterisasi
Setelah melalui proses pengujian oksidasi maka spesimen akan melalui tahapan pengujian karakterisasi. Proses yang akan dilakukan adalah OM (Optic Microscope) untuk mengetahui fasa dan struktur mikro baja dan SEM (Scanning Elektron Microscopy) atau EDS (Energi Dispersive X-Ray Spectrometer).
3.6. Pengumpulan Data
Pengumpulan data-data yang dibutuhkan untuk menunjang penelitian yang akan dilakukan ialah melakukan perhitugan massa (∆ ) dari spesimen, untuk mendapatkan perbandingan antara massa (∆ ) per satuan luas (A) dan waktu pengujian (t). Dengan menggunakan rumus berikut :
Dimana :
∆
= w1 – wo
(3.1)
w1= Berat benda uji setelah okdasi (mg) wo= Berat benda uji sebelum uji oksidasi(mg) Dan perhitungan luas permukaan benda uji :
A=2(pxl+pxt+lxt) Dimana : A = Luas permukaan spesimen (cm2) p = Panjang spesimen (cm) l = Lebar spesimen (cm) t = Tebal spesimen (cm)
(3.2)
47
3.7. Diagram Alir
Mulai
Studi literatur dan survey
Persiapan bahan baja A238 paduan rendah
Spesimen Uji
Pembersihan Spesimen
Proses Hot Dipping Aluminizingcoating
Pengujian Oksidasi
Karakteristik Pengujian OM, SEM/EDS
Data Hasil Pengujian
Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Gambar 3.18. Diagram Alir.
Pengambilan data weight gain
